Systemoptimerad produktion av fordonsgas

Institutionen för teknik och samhälle Miljö- och energisystem Systemoptimerad produktion av fordonsgas En miljö- och energisystemanalys av Söderåsens biogasanläggning Mikael Lantz, Anna Ekman och Pål Börjesson Rapport nr 69 Juni 2009 Adress Box 118, 221 00 Lund Telefon 046-222 00 00 (vxl) Internet www.miljo.lth.se

ISRN LUTFD2/TFEM--09/3060--SE + (1-110) ISBN 91 88360 95-4 Mikael Lantz, Anna Ekman och Pål Börjesson, 2009

Dokumentutgivare, Dokumentet kan erhållas från LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA vid Lunds universitet Institutionen för teknik och samhälle Miljö- och energisystem Box 118 221 00 Lund Telefon: 046-222 00 00 Telefax: 046-222 86 44 Dokumentnamn Rapport Utgivningsdatum Juni 2009 Författare Mikael Lantz Anna Ekman Pål Börjesson Dokumenttitel och undertitel Systemoptimerad produktion av fordonsgas en miljö- och energisystemanalys av Söderåsens biogasanläggning Sammandrag Syftet med föreliggande studie är att presentera en energi- och miljösystemanalys för en specifik biogasanläggning samt att beskriva och kostnadsberäkna åtgärder för att optimera systemet. En övergripande målsättning är också att studien ska kunna fungera som modell för kommande energi- och miljösystemstudier av andra specifika biogasanläggningar. Analysen innefattar direkta effekter som energianvändning och emissioner från produktion av biogas, uppgradering, transporter samt lagring och spridning av biogödsel. Dessutom inkluderas indirekta effekter i form av minskade metanläckage från konventionell gödselhantering, ersättning av mineralgödsel med biogödsel och olika markeffekter med mera. Produktion och distribution av fordonsgas från Söderåsens biogasanläggning beräknas ha en energibalans på cirka 5,5 vilket kan jämföras med etanol från vete där energibalansen normalt ligger mellan 2 och 3. Emissionerna av växthusgaser uppgår till 16 gram CO 2 -ekvivalenter/kwh vilket är cirka 95 % lägre jämfört med bensin. Det kan jämföras med etanol från vete och RME som i andra studier beräknats minska emissionerna med cirka 80 % respektive 65 %. Resultatet påverkas framförallt av metanläckaget från uppgraderingsanläggningen och minskade emissionerna av lustgas när biogödsel ersätter mineralgödsel samt antaganden om hur den elektricitet som används har producerats. Biogassystemets påverkan på övergödningen kan nästan uteslutande kopplas till hanteringen av biogödsel och uppgår till cirka 6 gram NO 3- -ekv. /kwh vilket är något lägre än vad som beräknats för etanol och RME i andra studier. Genom att täcka biogödsellagren och värma anläggningen med flis, vilka bedöms vara kostnadsneutrala eller lönsamma åtgärder för producenten, beräknas emissionerna av växthusgaser minska till -13 gram/kwh. Om samtliga identifierade förbättringsåtgärder genomfördes skulle emissionerna minska med 120 % jämfört med bensin till en kostnad av ett par ören per kwh fordonsgas. Nyckelord Biogas, fordonsgas, energibalans, växthusgaser, övergödning, kostnader Sidomfång 110 Språk Svenska Sammandrag på engelska ISRN LUTFD2/TFEM--09/3060--SE + (1-110) ISSN 1102-3651 Intern institutionsbeteckning ISBN 91 88360 95-4 Rapport 69

Organisation, The document can be obtained through LUND UNIVERSITY Department of Technology and Society Environmental and Energy Systems Studies Box 118 SE-221 00 Lund, Sweden Telephone: int+46 46-222 00 00 Telefax: int+46 46-222 86 44 Title and subtitle Type of document Report Date of issue June 2009 Authors Mikael Lantz Anna Ekman Pål Börjesson Optimized production of vehicle gas an environmental and energy system analyses of Söderåsens biogas plant. Abstract In this study, an environmental and energy system analysis for a specific biogas plant is presented as well as suggestions and cost calculations for measures that could be implemented in order to optimise the system. The overarching purpose is also to present a model for similar studies of specific biogas plants. The analysis performed includes direct effects such as use of energy and emissions from the production of biogas, upgrading to vehicle gas, transport of substrate and digestate and storage and handling of digestate. Furthermore, indirect effects such as reduced methane leaching from conventional storage of manure, replacement of mineral fertilizers with digestate etc. are included as well. The energy balance for production and distribution of vehicle gas from Söderåsens biogas plant is calculated to 5,5 which could be compared to the energy balance for ethanol from wheat which is normally between 2 and 3. The greenhouse gas emissions are 16 gram CO 2 -ekv./kwh, approximately 95 % lower compared to gasoline. In comparison, ethanol from wheat and RME reduce the emissions with some 80 % and 65 % respectively. The result is mainly affected of the methane leakage from the upgrading plant, reduced emissions of N 2 O when digestate replaces mineral fertilizers and the assumptions made of how the electricity used in the system was produced. Regarding eutrophication, the emissions are calculated to 6 gram NO 3- -ekv./kwh, primarily originating from storage and handling of digestate, which is somewhat lower than the reported emissions from production of ethanol and RME. Covering the digestate storages and produce process heat with wood chips, measures estimated to be cost neutral or even profitable for the biogas producer, is calculated to reduce the emissions of greenhouse gases to - 13 gram/kwh. If all measures identified would be implemented, the emissions are reduced with 120 % with an extra cost of some ören/kwh vehicle gas. Keywords Biogas, vehicle gas, energy balance, greenhouse gases, eutrophication, cost calculations Number of pages 110 Language Swedish, English abstract ISRN LUTFD2/TFEM--09/3060--SE + (1-110) ISSN 1102-3651 Department classification Report No. 69 ISBN 91 88360 95-4

Förord Denna studie har initierats av Energimyndigheten och Söderåsens Bioenergi AB och genomförts vid avdelningen för miljö- och energisystemanalys, Lunds Tekniska Högskola. Vi vill särskilt rikta vårt tack till Söderåsens Bioenergi AB och E.ON Gas AB som tillhandahållit anläggningsspecifika data och till Energimyndigheten som finansierat studien. Lund juni 2009 Mikael Lantz, Anna Ekman och Pål Börjesson

Innehållsförteckning 1. Inledning... 1 1.1 Syfte... 1 1.2 Systembeskrivning... 1 1.3 Metod och avgränsningar... 2 2. Transport av substrat... 5 3.1 Pumpning av slam från Findus... 5 3.2 Lastbilstransport av olika substrat... 6 3. Produktion av biogas... 9 3.1 Uppvärmning... 9 3.2 Elektricitet... 10 3.3 Fackling... 11 3.4 Metanläckage... 11 4. Produktion av fordonsgas... 13 4.1 Elektricitet... 13 4.2 Metanläckage... 14 5. Distribution av fordonsgas... 15 5.1 Distribution i naturgasnätet... 15 5.2 Tillsats av propan... 15 5.3 Tankning... 16 6. Lagring av biogödsel... 17 7. Transport av biogödsel... 19 8. Spridning av biogödsel... 21 9. Indirekta effekter... 23 9.1 Konventionell lagring och spridning av flytgödsel... 23 9.2 Tidigare hantering av slam från Findus... 24 9.3 Minskad användning av mineralgödsel... 25 9.4 Förändrad markpackning och inbindning av kol... 26 9.5 Ersättning av foder... 27 10. Resultat och känslighetsanalys... 29 10.1 Känslighetsanalys... 31 11. Förbättringsåtgärder... 37 11.1 Förnybar elektricitet... 38 11.2 Alternativ uppvärmning... 38

11.3 Pumpning av flytgödsel och biogödsel... 40 11.4 Oxidering av metanläckage... 41 11.5 Täckning av biogödsellager... 42 11.6 Sammanställning av förbättringsåtgärder... 45 12. Diskussion... 46 12.1 Energianvändning... 46 12.2 Växthusgaser... 46 12.3 Övergödning... 47 12.4 Förbättringsåtgärder... 47 13. Slutsatser... 49 14. Referenser... 52 Bilaga A Karakteriseringsindex... 61 Bilaga B Primärenergi och emissioner... 63 Bilaga C Pumpning av slam och flytgödsel... 67 Bilaga D Förbränning av biogas... 71 Bilaga E Lagring av flytgödsel... 73 Bilaga F Lagring av biogödsel... 77 Bilaga G Spridning av olika gödselmedel... 79 Bilaga H Markpackning och markkol... 81 Bilaga I Ersättning av mineralgödsel... 87 Bilaga J Ersättning av foder... 89

1. Inledning I Sverige ses produktion och användning av biogas som ett intressant sätt att minska emissionerna av växthusgaser och andra föroreningar samt att reducera beroendet av olja inom transportsektorn. Biogas lyfts till exempel fram i den parlamentariska klimatberedningen (SOU, 2008) som förordar olika stöd till produktion och användning av biogas och särskilt då som fordonsbränsle. Det är dock viktigt att de biogassystem som introduceras i Sverige är så effektiva som möjligt. Samtidigt kan biogasproduktion ske utifrån en rad olika substrat, med olika tekniska lösningar och den producerade biogasen och biogödseln kan avsättas på olika sätt (Lantz et al., 2007). Det är därför viktigt att respektive system optimeras utifrån sina förutsättningar. Innan det är möjligt att genomföra en optimering krävs det dock att nuläget analyseras för att identifiera vilka åtgärder som kan ha störst betydelse och samtidigt vara ekonomiskt och praktiskt rimliga. 1.1 Syfte Syftet med föreliggande studie är att presentera en energi- och miljösystemanalys för en specifik biogasanläggning. Utifrån dessa analyser identifieras de aktiviteter som har störst betydelse för det aktuella biogassystemets energi- och miljöeffektivitet. Därefter beskrivs åtgärder för att optimera systemet samt kostnaderna för sådana åtgärder. En övergripande målsättning är också att studien ska kunna fungera som modell för kommande energi- och miljösystemstudier av andra specifika biogasanläggningar 1.2 Systembeskrivning Föreliggande systemanalys baseras på en samrötningsanläggning utanför Bjuv i Skåne som driftsattes vid årsskiftet 2006/2007. Biogasanläggningen ägs av Söderåsens Bioenergi AB och uppgraderingsanläggningen ägs av E.ON Gas AB. Hädanefter benämns dessa båda anläggningar gemensamt som Söderåsens biogasanläggning. Biogasanläggningen är dimensionerad för att behandla cirka 65 000 ton substrat av olika slag. En stor del av det substrat som hanteras på anläggningen idag består av slam och grönsaksavfall med mera från Findus som ligger några km från biogasanläggningen. Slammet kommer från Findus interna reningsverk och pumpas till biogasanläggningen. Därutöver tillförs substrat i form av slakteriavfall och svingödsel med mera som transporteras med lastbil. De olika substraten blandas i en mottagningstank innan de via ett hygieniseringssteg pumpas in i rötkammaren. Efter en uppehållstid på 20 25 dygn under mesofila förhållanden pumpas materialet, via värmeväxlare, in till en efterrötkammare där biogas också samlas in samtidigt som materialet svalnar. Slutligen förs den producerade biogödseln till något av anläggningens lager där den lagras tills det är dags att sprida den på åkermark i närheten av anläggningen. Den biogas som produceras på anläggningen uppgraderas och distribueras via naturgasnätet för att sedan säljas som fordonsbränsle. Föreliggande analys omfattar perioden från den 1/7 2007 till den 30/6 2008. Under den perioden har anläggningen rötat drygt 50 000 ton substrat och injekterat 21,5 GWh CH 4 på naturgasnätet. Observera att analysen baseras på data från anläggningens första år och uppgifterna kan därför ha påverkats av eventuella uppstartsproblem. Samtidigt förändras förutsättningarna för den här typen av biogasanläggningar kontinuerligt i och med att substrattillförseln kan variera betydligt över tiden. Resultaten ska därför ses som en mer eller mindre föränderlig ögonblicksbild. 1

1.3 Metod och avgränsningar Den aktuella energi- och miljösystemanalysen inkluderar produktion och distribution av fordonsgas från Söderåsens biogasanläggning. Systemgränsen sätts dock omedelbart efter tankning och förbränningen av biogasen inkluderas inte. Energianalysen baseras på primärenergi och miljöanalysen inkluderar emissioner som påverkar växthuseffekten samt övergödning. Emissionerna av växthusgaser från biogassystemet ställs dock i relation till de emissioner som uppkommer då fossila drivmedel förbränns. Tidigare systemanalyser av biogassystem, se till exempel Börjesson och Berglund (2006; 2007) och Berglund och Börjesson (2006), har identifierat såväl direkta som indirekta källor till emissioner och energianvändning. De direkta effekterna avser användningen av olika energibärare vid produktionsanläggningen och vid transporter av olika slag samt emissioner av växthusgaser från biogasanläggningen, biogödsellager och spridning av biogödsel med mera. I föreliggande systemanalys beräknas de direkta effekterna på motsvarande sätt och de presenteras utifrån olika aktiviteter i biogassystemet. Systemgränsen sätts vid fabriksgrindarna eller motsvarande där de olika substraten uppkommer. De aktiviteter som inkluderas i analysen av de direkta effekterna är transport av substrat, produktion av biogas, uppgradering, distribution av fordonsgas samt lagring av biogödsel och spridning av biogödsel. Då substraten som hanteras på biogasanläggningen är sådana som skulle ha producerats oavsett om det funnits en biogasanläggning eller inte antas därmed att de inte för med sig någon energianvändning eller några emissioner in i biogassystemets direkta effekter. Den elektricitet som används i biogassystemet antas i basfallet vara svensk medelel och uppvärmningen av biogasanläggningen sker med biogas. Indirekta effekter uppstår när ett biogassystem jämförs med olika alternativa system. Ett sådant system kan vara konventionell hantering av flytgödsel. Om gödseln används för att producera biogas istället för att lagras i konventionella flytgödselbrunnar i väntan på spridning kan till exempel emissionerna av CH 4 minska (Börjesson och Berglund, 2007). En annan indirekt effekt som kan uppstå i anslutning till olika biogassystem är att användningen av mineralgödsel i lantbruket skulle kunna minska när växtnäring som finns i olika avfallsfraktioner blir tillgängliga för spridning på åkermark. En del av denna växtnäring hade dock varit tillgänglig om avfallet komposterats istället. Börjesson och Berglund (2007) låter därför biogassystemet tillgodogöra sig differensen mellan biogasproduktion och andra behandlingsalternativ. Föreliggande studie är dock ingen generell systemanalys där olika behandlingsalternativ ska ställas mot varandra. Här genomförs istället en fallstudie som kan ligga till underlag för en mer generell systemanalys där sådana jämförelser inkluderas. Däremot inkluderas de effekter som biogassystemet ger i de system som genererar substrat eller tar emot biogödsel enligt vad som beskrivs nedan. För avfall från livsmedelsindustrier och liknande antas som tidigare beskrivits att dessa nollas vid systemgränsen och att de inte för med sig några emissioner eller energiinsatser in i systemet. Detta antagande bygger på att huvudproduktionen som genererat avfallet får bära hela kostnaden fram till fabriksgrinden. Här antas också att avfallet lämnar industrin oavsett hur det ska behandlas och att verksamheten innanför grindarna inte påverkas av behandlingsmetoden. 2

När det gäller flytgödsel finns det normalt inte några krav på behandling utöver att lantbrukaren ska ha tillgång till en viss lagringskapacitet och en tillräcklig spridningsareal. Konventionell hantering av flytgödsel innebär därför lagring under svämtäcke i otäckta brunnar och spridning på åkermark inklusive transport till den aktuella spridningsarealen. Dessa aktiviteter för med sig användning av energi och olika emissioner. När biogassystemets direkta effekter beräknas antas att flytgödseln är tillgänglig på gården utan att föra med sig några emissioner eller någon energianvändning och den fortsatta hanteringen av biogödseln belastar biogassystemet. Då behandling av flytgödsel medför ett avsteg från gängse animalieproduktion inkluderas dock differensen mellan att inte behandla gödseln och att använda den för biogasproduktion som en indirekt effekt i biogassystemet. Söderåsens biogasanläggning tillförs också slam som pumpas till anläggningen från Findus reningsverk. Då detta substrat är en viktig anledning till att biogasanläggningen ligger på den aktuella platsen och det inte bedöms vara relevant att jämföra med andra behandlingsmetoder inkluderas differensen mellan den tidigare slamhantering och det nuvarande biogassystemet som en indirekt effekt. Vidare antas att mängden näring som används vid växtodling är konstant och att den flytgödsel som produceras i animalieproduktionen måste spridas på åkermark. Detta medför att den växtnäring som finns i biogödseln antas ersätta mineralgödsel. Den växtnäring som finns tillgänglig i flytgödseln beaktas dock inte då den skulle ha använts oavsett om det producerats biogas eller inte. På samma sätt inkluderas inte den växtnäring som tidigare tillfördes åkermark i form av avvattnat slam från Findus reningsverk. Biogassystemet tillförs också en del grönsaksrester som tidigare användes som foder, framförallt morötter. Detta substrat belastar biogassystemet med den energiinsats och de emissioner som krävs för att producera motsvarande mängd foder. I biogassystemet inkluderas också sådan påverkan på den aktuella åkermarken som kan uppstå när biogödsel ersätter mineralgödsel såsom förändrad markpackning och kolinbindning. Sammanfattningsvis inkluderas indirekta effekter i form av en förändrad gödselhantering, ersättning av mineralgödsel, ersättning av foder samt markeffekter. Rapporten avslutas med en redovisning av ett antal förslag på förbättringsåtgärder samt kostnadsbedömningar av dessa åtgärder där de ekonomiska analyserna genomförs med traditionella kalkylmetoder så som annuitetsmetoden. 3

4

2. Transport av substrat Under det år studien omfattar tillfördes Söderåsens biogasanläggning drygt 50 000 ton substrat i form av slam från reningsverket på Findus, olika typer av avfall och biprodukter samt flytgödsel, se också Tabell 1. Slammet från Findus pumpades till biogasanläggningen och övriga substrat transporterades med olika typer av lastbilsekipage. I det följande kapitlet presenteras en närmare beskrivning av logistiksystemet samt dess energibehov och emissioner. Observera att enligt biogasanläggningens flödesmätare pumpades drygt 56 000 m 3 substrat in i reaktorn vilket antas motsvara ungefär lika många ton. Differensen beror sannolikt på en viss mätosäkerhet i flödesmätare och i de olika lastbilarnas vågceller. Knutsson (2008) bedömer också att flödesmätarna visar något högt och att de värden som redovisas av åkarna kan vara något i underkant. I föreliggande studie sker dock inte någon justering av angivna data. Därför baseras logistikanalysen på de värden som uppges av åkarna samtidigt som substrathanteringen på och efter biogasanläggningen baseras på anläggningens mätningar. Tabell 1: Substrat till Söderåsens biogasanläggning (1 år) Substrat Omfattning (ton) Slam från Findus 24 100 Flytgödsel 3 100 Slakteriavfall 7 000 Övrigt 16 200 Totalt 50 400 3.1 Pumpning av slam från Findus Slammet från Findus avloppsreningsverk är det volymmässigt viktigaste substratet för biogasanläggningen. Slammet, som håller en TS-halt på 2 4 %, pumpas idag från Findus i en cirka 2 km lång tryckledning. Pumpningen sker med eldrivna pumpar och i bilaga C finns en längre beskrivning av förutsättningarna för att pumpa slam och liknande substrat. Där konstateras bland annat att energianvändningen kan variera avsevärt beroende på slammets egenskaper, strömningshastighet, ledningens dimensioner och utförande med mera. På grund av dessa faktorer samt att litteraturdata ofta baseras på beräkningar och inte faktisk energianvändning har den faktiska förbrukningen av elektricitet mätts upp inom ramen för denna studie. Resultatet av mätningarna visar att förbrukning av elektricitet i genomsnitt är cirka 0,2 kwh/ton och km för att pumpa slammet vilket ger en total användning av elektricitet på 10,6 MWh per år. I energi- och miljöanalysen används den uppmätta förbrukningen av elektricitet, se Tabell 2 som i basfallet antas vara svensk elmix. Det innebär att emissionerna sätts till 38 gram CO 2 -ekvivalenter och 0,17 gram NO 3 - -ekvivalenter/kwh. Samtidigt antas att 1 kwh elektricitet motsvarar 2,1 kwh primärenergi. Se bilaga B för en mer omfattande redogörelse för primärenergibegreppet samt referenser på de emissionsdata som används här. Tabell 2: Pumpning av slam från Findus Emissioner Förbrukning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Elektricitet 10,6 MWh 22,3 MWh 0,4 ton 1,8 kg 5

3.2 Lastbilstransport av olika substrat Transporterna av substrat in till biogasanläggningen har under den analyserade perioden skett med ett antal olika lastbilsekipage från flera olika åkerier. För att transportera pumpbara substrat så som flytgödsel och slakteriavfall har tankbilar med och utan släp använts. När det gäller slam från fettavskiljare med mera har speciella slamsugbilar använts och dessutom har en del fast substrat transporterats med olika flakbilar. Generellt kan det konstateras att drivmedelsförbrukningen varierar beroende på en rad olika faktorer som körhastighet, typ av fordon och motor, lastens vikt och förarens körsätt (Berglund och Börjesson, 2003). Bränsleförbrukning och emissioner har här beräknats med hjälp av Handbook Emissions Factors for Road Transport (HBEFA, 2004) som består av en emissionsdatabas och olika beräkningsrutiner. Här har antagits att alla transporter sker på landsväg och resultatet redovisas i Tabell 3. Den angivna bränsleförbrukningen är ett genomsnitt som förutsätter full last in till anläggningen och tomma returtransporter. Däremot har bränsleförbrukningen för att lasta och lossa lastbilarna inte inkluderats här. Tabell 3: Drivmedelsförbrukning och emissioner av växthusgaser för olika viktklasser (HBEFA, 2004) Viktklass Diesel (kwh/km) CO 2 (g/km) NO x (g/km) 7,5 12 ton 1,61 417 3,63 14 20 ton 2,03 527 4,82 34 40 ton 3,25 841 7,54 De åkare som kontaktats i föreliggande studie anger dock en betydligt högre bränsleförbrukning. I Tabell 4 redovisas uppskattad bränsleförbrukning baserat på uppgifter från Johansson (2008) och Ljungars (2008). Denna förbrukning stämmer också väl överens med de intervjuer som redovisas av Hammarström och Yahya (2000). De emissioner som redovisas i Tabell 4 förutsätter att emissionerna är de samma per kwh diesel som i Tabell 3. Då syftet med föreliggande studie är att använda platsspecifika data används åkarnas uppgifter som basfall. De beräknade värden som redovisats i Tabell 3 används dock i känslighetsanalysen. Tabell 4: Drivmedelsförbrukning och emissioner för olika viktklasser (Johansson, 2008; Ljungars, 2008) Viktklass Diesel (dm 3 /mil) Diesel (kwh/km) CO 2 (g/km) NO X (g/km) 7,5 12 ton 3-3,5 3-3,5 776-906 6,8-7,9 14 20 ton 4 4 1 038 9,5 34 40 ton 4,5-5,5 4,5-5,5 1 164 1 423 10,4-12,8 När det gäller lastning och lossning av flytgödsel, slakteriavfall och liknande pumpbara substrat så sker detta med pumpar som drivs med lastbilsmotorn. Dieselförbrukningen antas vara 15 dm 3 /h (Eveborn et al., 2008; Ljungar, 2008). Hur lång tid det tar att lasta och lossa beror dels på substratets egenskaper och dels på hur långt det måste pumpas. När det gäller flytgödsel antas här att det tar 3 minuter att lasta och lossa (Ekdalen, 2008). För slakteriavfall antas 15 minuter för att lasta och 3 minuter för att lossa. I båda fallen handlar det om bilar som lastar cirka 35 m 3. I Tabell 5 nedan sammanfattas energibehov och emissioner för att transportera de olika substratkategorierna inklusive energibehovet för lastning och lossning. Primärenergifaktorn för diesel har här satts till 1,1, se också bilaga B. De redovisade emissionerna avser hela bränslecykeln 6

inklusive produktion och distribution, se bilaga B. I Figur 1 presenteras också de olika substratens bidrag till den totala energiförbrukningen. Framförallt framgår att slakteriavfallet transporteras förhållandevis långa sträckor och bidrar till en relativt stor del av den totala bränsleförbrukningen. Slakteriavfallet är dock mycket energirikt och kan ur energisynpunkt därför transporteras långa sträckor. Berglund och Börjesson (2003) har till exempel visat att slakteriavfall kan transporteras 750 km innan energibalansen blir negativ och det är betydligt längre än dagens transportavstånd. Tabell 5: Lastbilstransport av olika substrat Substrat Omfattning Primärenergi Emissioner CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Gödsel 3 100 ton 7 MWh 2 ton 20 kg Slakteriavfall 7 000 ton 610 MWh 150 ton 1 850 kg Övrigt 16 200 ton 280 MWh 70 ton 870 kg Totalt 26 300 ton 900 MWh 223 ton 2 740 kg 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Vikt Primärenergi Övrigt Gödsel Slakteriavfall Slam Figur 1: De olika substratens bidrag till den totala substrattillförseln respektive den totala bränsleförbrukningen 7

8

3. Produktion av biogas Med produktion av biogas avses här de aktiviteter som sker inne på biogasanläggningen när substratet väl har anlänt. Som exempel kan nämnas att pumpning av slam från Findus inte inkluderas här men däremot inkluderas avvattningen av slammet eftersom det sker på anläggningen. Energibehov och emissioner är därför huvudsakligen kopplade till omrörning och pumpning, uppvärmning samt fackling och läckage av metan. Här inkluderas också utpumpning av biogödsel till lagren. På gassidan ingår all gashantering fram till uppgraderingsanläggningen. 3.1 Uppvärmning Biogasanläggningen drivs under mesofila förhållanden vilket innebär en processtemperatur på cirka 37 o C. Då anläggningen tar emot olika typer av avfall krävs det dock att substratet hygieniseras vilket sker genom att substratet hettas upp till 70 o C i minst en timme (EG, 2002). För att inte temperaturen på substratet ska vara för hög innan det pumpas in i reaktorn sker det en värmeväxling mot inkommande substrat. Dessutom sker en värmeväxling mellan materialet som lämnar reaktorn och inkommande substrat. Den värme som tillsätts i hygieniseringssteget produceras i en gaspanna som drivs med biogas. I dagsläget finns det inte någon separat mätning av hur mycket biogas som används för uppvärmning. Schablonmässigt räknar anläggningen dock med att det krävs cirka 25 kwh värme/ton substrat (Bucchave, 2007). I praktiken beror naturligtvis värmebehovet på vilken temperatur det inkommande substratet håller, hur välisolerad reaktorn är och effektiviteten på de olika värmeväxlarna. Det kan därför vara svårt att direkt jämföra dessa uppgifter med andra anläggningar och beräkningar. Som exempel kan dock nämnas att Norin (2007) beräknar värmebehovet till 17 kwh/ton substrat i en större mesofil anläggning med hygienisering. Här inkluderas dock inte några transmissionsförluster från reaktor och värmeväxlare med mera. Det antas också att rötresten växlas ned till 25 o C och på Söderåsens biogasanläggning håller den utgående rötresten cirka 32 o C. Samtidigt anger Berglund och Börjesson (2003) att värmebehovet i en så kallad central anläggning, som drivs under mesofila förhållanden, kan variera mellan 15 26 kwh/ton substrat och i sin systemanalys använder man 23,5 kwh/ton. Som jämförelse är vattens värmekapacitivitet 4,18 kj/kg och grad (Ingelstam et al., 1999) vilket innebär att det behövs 1,16 kwh för att värma 1 m 3 vatten 1 grad. För material som innehåller en del torrsubstans sjunker värmebehovet något (Lantz, 2007). För tyska exempelanläggningar anger FNR (2006) ett beräknat värmebehov som varierar mellan 40 90 kwh/ton substrat. Detta är avsevärt högre än vad som angetts ovan och exakt varför har inte kunnat utläsas ur referensmaterialet. Det framgår dock att de tyska anläggningarna inte använder värmeväxlare och att de nästan uteslutande tar in gödsel, energigrödor och liknande substrat som sannolikt har en lägre temperatur än vissa industriavfall. Dessutom producerar de tyska anläggningarna kraftvärme och har ofta betydande värmeöverskott. Eventuellt innebär det att dessa anläggningar inte är isolerade på samma sätt som de svenska. Svahn (2006) har till exempel visat att isoleringens tjocklek samt i vilken utsträckning grunden är isolerad har stor betydelse för värmeförlusterna från anläggningen. 9

Här sätts värmebehovet till 25 kwh/ton substrat. Med en antagen verkningsgrad på 96 % i gaspannan motsvarar det 26 kwh biogas/ton substrat. Med en bedömd tillförsel på 56 000 ton används därmed 1 460 MWh biogas för att värma processen. Emissionerna från biogaspannan sätts till 2,5 gram CO 2 -ekv. respektive 0,1 gram NO 3 - -ekvivalenter/kwh, se också bilaga E. Värme från biogas ingår inte i energibalansen eftersom nettoproduktionen anges exklusive denna. Tabell 6: Förbränning av biogas för processvärme Emissioner Förbrukning Primärenergi CO 2 -ekv. NO - 3 -ekv. Biogas 1 460 MWh 4 ton 150 kg 3.2 Elektricitet På en biogasanläggning används elektricitet för omrörning, pumpning, ventilation, belysning och personalutrymmen med mera. Det faktiska behovet beror i stor utsträckning på vilken typ av substrat som används och hur anläggningen är utformad. Användningen av elektricitet uttryckt som kwh/ton substrat kan därför variera avsevärt mellan en anläggning som enbart hanterar flytgödsel och en anläggning som behandlar hushållsavfall och liknande substrat. Under det år som föreliggande studie baseras på användes cirka 470 MWh elektricitet för att driva Söderåsens biogasanläggning. Detta motsvarar cirka 8,4 kwh/ton substrat som pumpats in i reaktorn eller cirka 2 % av biogasproduktionen. Som jämförelse kan nämnas att Anker Thyø och Wenzel (2007) i en livscykelanalys för biogas från gödsel respektive majs anger att elbehovet är cirka 5 % av bruttoproduktionen när anläggningen är baserad på gödsel. En majsbaserad anläggning sägs förbruka mindre än 2 % av bruttoproduktionen. Detta kan jämföras med uppgifter från FNR (2006) där elbehovet i sex olika beräkningsexempel varierar från 3 7 % av den producerade biogasen. Lägst behov har en anläggning där substratet består av flytgödsel samt en del ensilage och högst behov har en anläggning som bland annat behandlar en del matavfall. Utslaget per ton substrat varierar behovet från 2 13 kwh elektricitet/ton där en anläggning som nästan uteslutande hanterar flytgödsel har lägst behov och anläggningen som bland annat hanterar matavfall har högst. Samtidigt har Berglund och Börjesson (2003) sammanställt data om elbehovet vid biogasproduktion från ett antal olika rapporter, huvudsakligen svenska. Som basfall i sin systemanalys använder de 8 kwh per ton substrat vilket alltså ligger i nivå med vad som anges här. Här används förbrukningen 470 MWh motsvarande 987 MWh primärenergi, se bilaga B. Tabell 7: Användning av elektricitet vid biogasproduktion Emissioner Förbrukning Primärenergi CO 2 -ekv. NO - 3 -ekv. Elektricitet 470 MWh 990 MWh 18 ton 80 kg 10

3.3 Fackling För att inte riskera att släppa ut metan vid eventuella driftstopp i uppgraderingsanläggningen är biogasanläggningen utrustad med en fackla som ska förbränna överskottsgas och därigenom omvandla metan till koldioxid. Under det år som ingår i denna studie facklades 75 000 m 3 biogas vilket motsvarar cirka 2 % av den totala produktionen. Huvuddelen facklades dock under hösten 2007 då uppgraderingsanläggningen drabbades av ett par större driftsstörningar. I föreliggande studie har det inte gått att identifiera några emissionsdata från facklor och enligt Jarhein (2007) finns det flera olika tekniska lösningar för facklor med skiftande kvalitet. Det finns dock inte några garanterade emissionsdata ens för de dyrare lösningarna. Här antas att emissionerna är de samma som för gaspannan vilket förmodligen är ett optimistiskt antagande. Tabell 8: Emissioner vid fackling Emissioner Omfattning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Fackling 540 MWh 1,3 ton 60 kg 3.4 Metanläckage Vid produktion av biogas kan det uppstå läckage från en mängd olika komponenter. Avfall Sverige driver ett projekt där biogasanläggningar kan delta på frivillig basis. I projektet ingår bland annat att identifiera och kvantifiera läckage. Som exempel på delar av en anläggning som bör ingå i en sådan undersökning nämns ventilation från byggnader och tankar som inte är anslutna till anläggningens gassystem. Det kan till exempel handla om mottagningshallar, mottagningstankar och bladningstankar. Andra intressanta objekt är bräddavlopp och axelfästningar för omrörare, manluckor och säkerhetsventiler med mera (Avfall Sverige, 2007). Söderåsens biogasanläggning deltar i det frivilliga åtagandet och mätningar som genomförts under våren 2008 visade på ett metanläckage motsvarande 0,17 % av den producerade biogasen från biogasanläggningens ventilationssystem (Ivarsson, 2008). Observera att här ingår inte eventuellt läckage från uppgraderingen. För övriga anläggningar som deltar i det frivilliga åtagandet redovisas emissioner från < 1 % upp till < 8 %. För drygt 70 % av anläggningarna redovisas dock läckage under 2 % av den producerade biogasen (Holmgren, 2008). Söderåsens biogasanläggning finns därmed bland de allra bästa anläggningarna av de som undersökts vilket inte är särskilt förvånande då det är en av de nyaste anläggningarna. Med en bedömd total produktion på drygt 2,4 miljoner m 3 metan uppgår läckaget till 4 150 m 3, se också Tabell 9. Med en densitet på 0,71 kg/nm 3 (Näslund, 2004) motsvarar läckaget 2,9 ton CH 4 vilket motsvarar 73,6 ton CO 2 -ekvivalenter, se också bilaga A. Utöver att läckaget av CH 4 ger upphov till betydande mängder CO 2 -ekviavalenter medför det också att den producerade mängden biogas minskar vilket påverkar energibalansen negativt. Läckaget i sig ses dock inte som förbrukning av energi i energianalysen utan innebär en reducerad nettoproduktion. Tabell 9: Läckage av CH 4 vid biogasproduktion (exklusive uppgradering) Emissioner Omfattning Primärenergi CO 2 -ekv. NO - 3 -ekv. Läckage av CH 4 2,9 ton 74 ton 11

12

4. Produktion av fordonsgas När biogasen lämnar reaktorn innehåller den cirka 70 % CH 4 och 30 % CO 2 samt en del föroreningar i form av till exempel svavelväte. För att uppfylla svensk standard för fordonsbränsle krävs det dock att biogasen uppgraderas vilket bland annat innebär att metanhalten måste vara cirka 97 % (Gasföreningen, 2005). Det finns idag ett antal olika tekniker för att avskilja koldioxiden och på så sätt uppgradera biogasen till fordonsgas (Benjaminsson, 2006; Persson, 2003). Idag är vattenskrubber den vanligaste tekniken i Sverige (Dahlgren, 2008) då den finns installerad på 25 av 34 anläggningar. Därefter kommer PSA (Pressure Swing Adsorption) som finns installerad på 7 anläggningar och bland annat på Söderåsens biogasanläggning. Slutligen finns också 2 stycken anläggningar som utnyttjar kemisk absorption. Då fokus i föreliggande studie ligger på Söderåsens biogasanläggning beskriv här endast tekniken med PSA. För en beskrivning av övriga tekniker hänvisas till exempel till Persson (2003) och Benjaminsson (2006). I korthet utnyttjar en PSA-anläggning att metan och koldioxid har olika molekylstorlek vilket påverkar deras genomträngningsförmåga i olika material. Uppgraderingen inleds med att vatten, partiklar och svavelväte avskiljs samt att biogasen komprimeras. Därefter leds den genom ett antal kolonner som är fyllda med aktivt kol där koldioxiden adsorberas. När fyllnadsmaterialet i en kolonn är nästintill mättat leds biogasen till nästa kolonn och regenereringen av adsorptionsmaterialet påbörjas. Inledningsvis sänks trycket i flera steg till atmosfärstryck. Då detta sker avgår huvuddelen av den koldioxid som bundits in men också en del metan. Gasbladningen leds därför tillbaks till rågasflödet för att passera ytterligare en gång genom anläggningen. Därefter skapas vakuum i kolonnen vilket medför att ytterligare gas kan avskiljas från adsorptionsmaterialet. Denna sista restgas släpps ut från anläggningen och då det fortfarande finns små mängder metan kvar i gasen leder detta till ett visst metanläckage. 4.1 Elektricitet Den aktuella uppgraderingsanläggningen förbrukar elektricitet för komprimering och för att generera vakuum med mera. Enligt uppgifter från anläggningsägaren (Fischer, 2008) uppgår förbrukningen till 4 % av den producerade mängden uppgraderad biogas. Med en produktion på 21,5 GWh uppgraderad biogas innebär det en elförbrukning på 860 MWh. Detta kan jämföras med uppgifter som sammanställts av Persson (2003) där ett antal anläggningar uppger att behovet av elektricitet för uppgradering varierar mellan 0,3 och 0,6 kwh/nm 3 uppgraderad biogas. Med ett energiinnehåll på 9,67 kwh/nm 3 motsvarar det cirka 3 till 6 % av den producerade mängden uppgraderad biogas. När olika leverantörer intervjuats i samma studie uppger dessa att behovet av elektricitet kan variera mellan 1,6 till 9,3 % av den producerade mängden uppgraderad biogas beroende på teknik och skala. Jämfört med de data som anges av de olika anläggningarna ligger Söderåsens biogasanläggning väl inom det angivna intervallet. Tabell 10: Förbrukning av elektricitet vid uppgradering Emissioner Förbrukning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Elektricitet 860 MWh 1 810 MWh 33 ton 150 kg 13

4.2 Metanläckage När biogas uppgraderas med PSA uppkommer det ett metanläckage i den restgas som lämnar anläggningen. Kravet på leverantören är ett metanläckage på maximalt 2 % (Fischer, 2008). Mätningar som genomförts visar dock på ett läckage på 1,4 % av den producerade mängden uppgraderad biogas (Ivarsson, 2008). Jämfört med de andra uppgraderingsanläggningar som deltog i undersökningen visade Söderåsens biogasanläggning ett lågt läckage (Holmgren, 2008). Då uppgraderingsanläggningen tillfördes cirka 2 180 000 m 3 under den aktuella perioden innebär det att läckaget uppgått till cirka 30 000 m 3 CH 4 eller 21,5 ton CH 4 (Näslund, 2004). Uttryckt som CO 2 -ekvivalenter uppgår läckaget därmed till 538 ton CO 2 -ekvivalenter, se bilaga A. Utöver att läckaget av CH 4 ger upphov till ett betydande bidrag av växthusgaser medför det också att den producerade mängden biogas minskar vilket påverkar energibalansen negativt. Läckaget i sig ses dock inte som förbrukning av energi i energianalysen utan innebär en reducerad nettoproduktion. Tabell 11: Läckage av CH 4 från uppgradering Emissioner Omfattning Primärenergi CO 2 -ekv. NO - 3 -ekv. Läckage av CH 4 21,5 ton 540 ton 14

5. Distribution av fordonsgas Den fordonsgas som produceras vid Söderåsens biogasanläggning distribueras via naturgasnätet vilket innebär att varje kwh gas som matas in vid biogasanläggningen kan tas ut på valfri plats vid det svenska naturgasnätet. På samma sätt som det är möjligt att köpa en viss typ av elektricitet från elnätet är det därmed också möjligt att köpa biogas via naturgasnätet. 5.1 Distribution i naturgasnätet Det svenska naturgasnätet består av transmissions- och distributionsnät i olika utföranden. Transmissionsnätet är i stål och gasen transporteras vid ett tryck på upp till 80 bar. I det följande distributionsnätet sänks trycket till 4 bar och i vissa fall ända ned till 100 mbar (SGC, 2005). Läckage uppkommer delvis kontinuerligt vid otäta rörskarvar och liknande och dels tillfälligt vid reparations- och underhållsarbeten. Emissionerna av naturgas från det svenska naturgasnätet uppskattas av Jensen (1993) till 0,002 % från transmissionsnätet och 0,32 % från distributionsnätet. En mycket stor del av läckaget från distributionsnäten sker dock i de gamla stadsgasnäten i Malmö och Göteborg. Enligt SGC (2005) är det höga läckaget från distributionsnätet dock inte representativt för svenska förhållanden, i synnerhet inte som det sker och har skett omfattande förbättringar i de aktuella stadsgasnäten. Istället anges ett läckage på 0,002 % från transmissionsnätet och att emissionerna från distributionsnätet är försumbara. Här antas att distributionsförlusterna är mycket marginella och dessa inkluderas därför inte i den fortsatta analysen. 5.2 Tillsats av propan För att få injektera den uppgraderade biogasen på naturgasnätet räcker det inte att gasen uppfyller standarden för fordonsgas. Dessutom krävs det att den har samma egenskaper som naturgas (Gasföreningen, 2005; Kristensson et al., 2007). I Sverige matas all naturgas in på nätet i Klagshamn i Skåne vilket innebär att all naturgas har samma kvalitet. I Tabell 12 presenteras ett exempel på värmevärde och Wobbeindex för uppgraderad biogas och naturgas där det framgår att uppgraderad biogas har ett något lägre energiinnehåll. För att biogasen ska ha samma egenskaper som naturgas tillsätts därför propan. Detta är dock inte en teknisk fråga i första hand utan handlar mer om att skapa ett likvärdigt energiinnehåll per volymenhet för debiteringsändamål (Kristensson et al., 2007). Tabell 12: Egenskaper hos uppgraderad biogas vs naturgas (Kristensson et al., 2007) Uppgraderad biogas Naturgas Undre värmevärde (kwh/nm 3 ) 9,67 10,99 Undre Wobbeindex (kwh/nm 3 ) 12,71 13,81 Vid Söderåsens biogasanläggning tillsätts 7 8 % propan till den uppgraderade biogasen innan den injekteras på naturgasnätet. Här antas att tillsatsen är 7,5 % vilket innebär drygt 160 000 m 3 propan eller cirka 4,2 GWh. Propanen injekteras på naturgasnätet tillsammans med den uppgraderade biogasen och i miljöanalysen är det därför nödvändigt att beakta vilken energibärare som ersätts av denna propan. 15

Ett alternativ är att naturgas ersätts vilket innebär att varje MWh propan som injekteras minskar importen av naturgas med en MWh. Med detta antagande ska biogasproduktionen belastas med differensen mellan naturgas och propan. Detta medför i första hand att emissionerna av växthusgaser ökar eftersom propan genererar mer CO 2 än naturgas per MWh. Ett annat alternativ är att propanen inkluderas i fordonsgasen och säljs som fordonsbränsle tillsammans med biogasen. Med detta antagande kommer propanen att förbättra fordonsgasens CO 2 -effektivitet eftersom propan genererar mindre emissioner av växthusgaser än bensin och diesel. Då den uppgraderade biogasen i det aktuella fallet distribueras via naturgasnätet och tankstationerna är anslutna till naturgasnätet finns det dock alltid en möjlighet att tanka naturgas. Här antas därför att den tillsatta propanen i första hand ersätter naturgas och därmed ökar emissionerna med 25,4 gram CO 2 -ekvivalenter/kwh, se också bilaga B. Emissionerna av NO 3 - - ekvivalenter antas vara de samma som för naturgas och inkluderas därför inte i analysen (Uppenberg et al., 2001). Med en primärenergifaktor på 1,1, se bilaga B, motsvarar den injekterade mängden propan 4,6 GWh primärenergi. Primärenergifaktorn är dock den samma för naturgas och därmed blir det inte någon skillnad i nettoeffekt. Propan inkluderas därför inte i biogassystemets energibalans. Tabell 13: Injektion av propan Emissioner Omfattning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3- -ekv. Propan 4 200 MWh 110 ton 5.3 Tankning Biogas som används i fordon komprimeras till cirka 200 bar. Enligt Karlsson (2008) krävs det cirka 0,25 kwh elektricitet/nm 3 för denna komprimering. Om övriga kringsystem på tankstationen, så som belysning och betalsystem, inkluderas uppskattar Karlsson (2008) att behovet stiger till 0,35 kwh/nm 3. Kringsystemens andel av elförbrukningen beror dock i stor utsträckning på hur mycket fordonsgas som omsätts på stationen. Samtidigt anger Persson (2003) att elbehovet för högtryckskomprimering är 0,28 till 0,4 kwh/nm 3 fordonsgas. Berglund och Börjesson (2003) uppger att elbehovet i kompressorn svarar mot 0,2 kwh. Slutligen uppger Lloyd (2008) att elbehovet varierar mellan 0,34 0,42 kwh/nm 3 för en normalstor tankstation och att det är ungefär samma behov oavsett om det handlar om långsamtankning av bussar eller snabbtankning av personbilar. Här sätts elbehovet för tankstationen till 0,35 kwh/nm 3 fordonsgas. Med en produktion på 2,2 miljoner Nm 3 fordonsgas uppgår användningen av elektricitet till 770 MWh vilket motsvarar 1 620 MWh primärenergi, se också Tabell 14 Tabell 14: Tankning av fordonsgas Emissioner Förbrukning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Elektricitet 770 MWh 1 620 MWh 29 ton 130 kg 16

6. Lagring av biogödsel Söderåsens biogasanläggning producerade under analysperioden cirka 48 000 m 3 biogödsel vilket antas motsvara lika många ton. Sammansättningen på biogödseln varierar över tiden beroende på vilket substrat som för tillfället behandlas i biogasanläggningen. Baserat på analyser som tillhandahållits av Söderåsens Bioenergi antas att biogödseln innehåller 5,3 kg totalkväve/ton varav 4,2 kg ammoniumkväve. Dessutom har den ett fosforinnehåll på 0,65 kg/ton (Tornerhjelm, 2008). Dessa data gäller dock när biogödseln pumpas ut till lagringsbrunnarna som inte är täckta vilket innebär att det uppstår kväveförluster, se bilaga G. Biogödseln antas här ge upphov till emissioner av metan och ammoniak motsvarande 5,9 kg CO 2 - respektive 1,6 kg NO 3 - -ekvivalenter per ton biogödsel. Emissionerna påverkas dock av flera olika faktorer och är förknippade med relativt stora osäkerheter. Metanläckaget antas till exempel variera med +/- 50 %. För ett mer fördjupat resonemang, se bilaga G. Betydelsen av dessa osäkerheter prövas också i känslighetsanalysen. Tabell 15: Lagring av biogödsel Emissioner Omfattning Primärenergi CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Lagring av biogödsel 48 000 m 3 400 ton 80 ton 17

18

7. Transport av biogödsel Söderåsens biogasanläggning producerar cirka 48 000 m 3 biogödsel men då lagren inte är täckta tillkommer det också regnvatten som måste transporteras bort från anläggningen och spridas på åkermark. Här antas att tillskottet av regnvatten är cirka 10 % av den totala volymen (Jordbruksverket, 2008) och att mängden biogödsel som måste hanteras uppgår till 53 000 ton. De totala förlusterna av kväve via ammoniakemissioner uppgår enligt beräkningarna i bilaga G till 370 gram/ton (exklusive spädning). Efter förluster och spädning med regnvatten bedöms att biogödseln vid spridningstillfället innehåller cirka 4,5 kg kväve, varav 3,5 kg ammoniumkväve samt 0,6 kg fosfor/ton. Den biogödsel som produceras på Söderåsens biogasanläggning lämnar anläggningen på flera olika sätt. Drygt 25 % eller 14 000 ton av biogödseln sprids direkt från anläggningen via pumpning med matarslang. Ytterligare 2 000 ton hämtas med traktor för att spridas på åkermark någon km från biogasanläggningen. Denna transport inkluderas dock inte här utan vid spridningen av biogödsel. Resterande 37 000 ton biogödsel transporteras med lastbil till gårdar i närområdet. Ungefär 5 000 m 3 transporteras till Ängagården med ett transportavstånd på 2,5 km och för resterande 32 000 ton sätts det genomsnittliga transportavståndet till 5 km (Knutsson, 2008). Energibehovet för att fylla och tömma lastbilarna sätts som i kapitel 2 till 0,4 kwh/ton vilket ger ett totalt behov på 14,8 MWh diesel eller 16,3 MWh primärenergi. Vid lastbilstransporten sätts energibehovet till 4,5 kwh/km, se kapitel 2, vilket motsvarar 5,0 kwh primärenergi. Den totala transportsträckan bedöms bli närmare 10 000 km vilket medför ett energibehov på drygt 44 MWh diesel. Observera att energibehovet för lastning och lossning svarar för drygt 30 % av den totala dieselförbrukningen. För de korta transporterna till Ängagården svarar lastning och lossning dock för närmare 40 %. Emissionerna antas slutligen vara 272 gram CO 2 -ekvivalenter respektive 2,4 gram NO 3 - - ekvivalenter/kwh, se kapitel 2 och bilaga B. Tabell 16: Transport av biogödsel Omfattning Primärenergi Emissioner CO 2 -ekv. NO 3- -ekv. Lastning och Lossning 37 000 ton 16 MWh 4 ton 40 kg Lastbilstransport Ängagården 5 000 ton 4 MWh 1 ton 10 kg Lastbilstransport - övrigt 32 000 ton 45 MWh 11 ton 100 kg Totalt 37 000 ton 65 MWh 16 ton 150 kg 19

20

8. Spridning av biogödsel Biogödselns sammansättning varierar över tiden beroende på vilka substrat som tillförs biogasanläggningen. Här antas att biogödseln vid spridning i genomsnitt innehåller 4,5 kg kväve varav 3,5 kg ammoniumkväve och 0,6 kg fosfor/ton. Dem maximalt tillåtna fosforgivan är i genomsnitt 22 kg/ha och år över en 5-årsperiod (Jordbruksverket, 2007) och därmed är det möjligt att sprida cirka 37 ton/ha och år. Behovet av spridningsareal uppgår därmed till cirka 1 400 hektar. Av den biogödsel som sprids på Wrams Gunnarstorp antas att cirka 19 000 ton sprids med matarslang, se Figur 2. Dessutom sprids ytterligare 2 000 ton med traktor och tunna (Rasmunsen, 2008). Resterande 32 000 ton sprids av andra lantbrukare i närområdet och det antas här att spridningen uteslutande sker med traktor och tunna. Figur 2: Självgående spridare med matarslang (Tornerhjelm, 2008) Så som beskrivits i bilaga H är energibehovet dock ungefär det samma oavsett spridningsteknik och sätts här till 3 kwh/ton. Emissionerna antas samtidigt vara 272 gram CO 2 -ekvivalenter och 4,15 gram NO 3 - -ekvivalenter/kwh ur ett livscykelperspektiv. Emissionerna av ammoniak antas i genomsnitt uppgå till 0,21 kg/ton biogödsel vilket motsvarar 0,77 kg NO 3 - -ekvivalenter. Kväveläckaget antas samtidigt uppgå till i genomsnitt 100 kg NO 3 - -ekv./ha se bilaga B och G. Observera att dessa data är relativt osäkra och beror på lokala förutsättningar och spridningsförhållanden med mera, se också bilaga G och känslighetsanalysen i kapitel 10. Tabell 17 Spridning av biogödsel Omfattning Primärenergi Emissioner CO 2 -ekv. NO - 3 -ekv. Spridning med traktor 34 000 ton 110 MWh 28 ton 420 kg Spridning med matarslang 19 000 ton 60 MWh 16 ton 240 kg Emissioner av ammoniak 53 000 ton 40 ton Kväveutlakning 1 400 ha 140 ton Totalt 170 MWh 41 ton 181 ton 21

22

9. Indirekta effekter Utöver den energianvändning och de emissioner som är direkt kopplade till produktion och distribution av fordonsgas inkluderas också indirekta effekter i föreliggande systemanalys. Dessa sker primärt i de system som genererar substrat eller tar emot biogödsel. Så som beskrivs i kapitel 1 inkluderas den konventionella hanteringen av flytgödsel och slam från Findus som ersätts av biogassystemet bland de indirekta effekterna. Dessutom inkluderas effekterna av att den producerade biogödseln antas ersätta mineralgödsel och att en del av substratet tidigare användes som foder och därmed måste ersättas. 9.1 Konventionell lagring och spridning av flytgödsel Under den analyserade perioden tillfördes biogasanläggningen cirka 3 100 ton flytgödsel, huvudsakligen från svin. Om denna flytgödsel inte tillförts biogasanläggningen hade den lagrats i konventionella gödselbrunnar med svämtäcke fram till spridning. I och med detta hade gödseln genererat emissioner av metan, lustgas och ammoniak, se bilaga F. Som beskrivits tidigare belastas biogassystemet med de emissioner som uppstår när biogödsel lagras och sprids. Det innebär också att samtliga emissioner som skulle ha uppstått från konventionell flytgödselhantering elimineras i och med att flytgödseln omvandlas till biogödsel. Undvikandet av dessa emissioner krediteras biogassystemet med 39,8 kg CO 2 -ekv./ton respektive 1,4 kg NO 3 - -ekv./ton i genomsnitt. Observera att dessa uppgifter är relativt osäkra, vilket beskrivs närmare i bilaga F och G. I känslighetsanalysen varieras de med +/- 25 %. Flytgödseln spreds tidigare med traktor och tunna och som beskrivits i bilaga H sätts energibehovet här till 3 kwh diesel/ton. Emissionerna antas samtidigt vara 276 gram CO 2 - ekvivalenter och 2,4 gram NO 3 - -ekvivalenter/kwh ur ett livscykelperspektiv. Slutligen antas att kväveläckaget uppgår till 110 kg NO 3 - -ekv./ha vilket är cirka 10 % högre än vad som antagits för biogödseln, se bilaga G. Med ett antaget fosforinnehåll på 1,1 kg/ton (Greppa Näringen, 2009) var den tidigare spridningsarealen 155 hektar med en maximal giva på 22 kg P/ha. Tabell 18: Minskade emissioner från konventionell flytgödselhantering Omfattning Primärenergi Emissioner CO 2 -ekv. NO 3 --ekv. Lagring av flytgödsel 3 100 ton 123 ton 3 ton Spridning med traktor 3 100 ton 10 MWh 3 ton 40 kg Emissioner av ammoniak 3 100 ton 2 ton Kväveutlakning 155 ha 17 ton Totalt 3 100 ton 10 MWh 126 ton 22 ton 23